認識 Mina

Apache Mina Server 是一個網絡通信應用框架，與 Netty 出自同一作者，Netty 借鑒了部分 Mina 的設計思路。

Mina 主要是對基于 TCP/IP、UDP/IP 協議棧的通信框架，Mina 可以幫助我們快速開發高性能、高擴展性的網絡通信應用，Mina 提供了事件驅動、異步操作的編程模型，Mina 的異步 IO 默認使用的是 JAVA NIO（New IO）作為底層支持，基于 Channel 的雙向通道。Mina 主要有1.x 和2.x 兩個分支。Mina 同時提供了網絡通信的 Server 端、Client 端的封裝，無論是哪端，Mina 在整個網通通信結構中提供了一系列接口 API，Mina 的 API 將真正的網絡通信與我們的應用程序隔離開來。

Mina 的底層依賴的主要是 Java NIO 庫，上層提供的是基于事件的異步接口。其整體的結構如下：

• IoService：最底層的是 IOService，負責具體的 IO 相關工作。這一層的典型代表有 IOSocketAcceptor 和 IOSocketChannel，分別對應 TCP 協議下的服務端和客戶端的 IOService。IOService 的意義在于隱藏底層 IO 的細節，對上提供統一的基于事件的異步 IO 接口。每當有數據到達時，IOService 會先調用底層 IO 接口讀取數據，封裝成 IoBuffer，之后以事件的形式通知上層代碼，從而將 Java NIO 的同步 IO 接口轉化成了異步 IO。所以從圖上看，進來的 low-level IO 經過 IOService 層后變成 IO Event。具體的代碼可以參考 org.apache.mina.core.polling.AbstractPollingIoProcessor 的私有內部類 Processor。
• IoProcessor：這個接口在另一個線程上，負責檢查是否有數據在通道上讀寫，也就是說它也擁有自己的 Selector，這是與我們使用 JAVA NIO 編碼時的一個不同之處，通常在 JAVA NIO 編碼中，我們都是使用一個 Selector，也就是不區分 IoService 與 IoProcessor 兩個功能接口。另外，IoProcessor 負責調用注冊在 IoService 上的過濾器，并在過濾器鏈之后調用 IoHandler。
• IoFilter：這個接口定義一組攔截器，這些攔截器可以包括日志輸出、黑名單過濾、數據的編碼（write 方向）與解碼（read 方向）等功能，其中數據的 encode 與decode 是最為重要的、也是你在使用 Mina 時最主要關注的地方。
• IoHandler：這個接口負責編寫業務邏輯，也就是接收、發送數據的地方。需要有開發者自己來實現這個接口。IoHandler 可以看成是 Mina 處理流程的終點，每個 IoService 都需要指定一個 IoHandler。
• IoSession：是對底層連接（服務器與客戶端的特定連接，該連接由服務器地址、端口以及客戶端地址、端口來決定）的封裝，一個 IoSession 對應于一個底層的 IO 連接（在 Mina 中 UDP 也被抽象成了連接）。通過 IoSession，可以獲取當前連接相關的上下文信息，以及向遠程 peer 發送數據。發送數據其實也是個異步的過程。發送的操作首先會逆向穿過 IoFilterChain，到達 IoService。但 IoService 上并不會直接調用底層 IO 接口來將數據發送出去，而是會將該次調用封裝成一個 WriteRequest，放入 session 的 writeRequestQueue 中，最后由 IoProcessor 線程統一調度 flush 出去。所以發送操作并不會引起上層調用線程的阻塞。具體代碼可以參考 org.apache.mina.core.filterchain.DefaultIoFilterChain 的內部類 HeadFilter 的 filterWrite 方法。

服務端流程：

• 通過 SocketAcceptor 同客戶端建立連接
• 連接建立之后 I/O 的讀寫交給了 I/O Processor 線程，I/O Processor 是多線程的
• 通過 I/O Processor 讀取的數據經過 IoFilterChain 里所有配置的 IoFilter，IoFilter 進行消息的過濾，格式的轉換，在這個層面可以制定一些自定義的協議
• 最后 IoFilter 將數據交給 Handler 進行業務處理，完成了整個讀取的過程

寫入過程也是類似，只是剛好倒過來，通過 IoSession.write 寫出數據，然后 Handler 進行寫入的業務處理，處理完成后交給 IoFilterChain，進行消息過濾和協議的轉換，最后通過 I/O Processor 將數據寫出到 socket 通道。

簡單的 TCPServer

第一步：編寫 IoService

IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor(); acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048); acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);acceptor.bind(new InetSocketAddress(9124));

第二步：編寫過濾器

// 編寫過濾器 acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"),LineDelimiter.WINDOWS.getValue(), LineDelimiter.WINDOWS.getValue())) );

第三步：編寫 IoHandler

import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter; import org.apache.mina.core.session.IoSession; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory;public class TCPServerHandler extends IoHandlerAdapter {@Overridepublic void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception {}@Overridepublic void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {super.sessionCreated(session);}@Overridepublic void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {super.sessionOpened(session);}@Overridepublic void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {super.sessionClosed(session);} }

把這個 IoHandler 注冊到 IoService：

acceptor.setHandler(new TCPServerHandler());

當然這段代碼也要在 acceptor.bind() 方法之前執行。完成的代碼：

import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.charset.Charset;import org.apache.mina.core.service.IoAcceptor; import org.apache.mina.core.session.IdleStatus; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter; import org.apache.mina.filter.codec.textline.LineDelimiter; import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory; import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);// 編寫過濾器acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"),LineDelimiter.WINDOWS.getValue(), LineDelimiter.WINDOWS.getValue())));//設置handleracceptor.setHandler(new TCPServerHandler());//綁定端口acceptor.bind(new InetSocketAddress(9124));} }

簡單的 TCPClient

第一步：編寫 IoService 并注冊過濾器

import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.charset.Charset;import org.apache.mina.core.service.IoConnector; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter; import org.apache.mina.filter.codec.textline.LineDelimiter; import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory; import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketConnector;public class TCPClient {public static void main(String[] args) {IoConnector connector = new NioSocketConnector();connector.setConnectTimeoutMillis(30000);connector.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"),LineDelimiter.WINDOWS.getValue(), LineDelimiter.WINDOWS.getValue())));connector.setHandler(new TCPClientHandler("你好！\r\n 大家好！")); connector.connect(new InetSocketAddress("localhost", 9124));}}

第三步：編寫 IoHandler

import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter; import org.apache.mina.core.session.IoSession; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory;public class TCPClientHandler extends IoHandlerAdapter {private final String values;public TCPClientHandler(String values) {this.values = values;}@Overridepublic void sessionOpened(IoSession session) {session.write(values);} }

注冊 IoHandler：

connector.setHandler(new ClientHandler("你好！\r\n 大家好！"));

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Mina網絡通信框架

由于傳統的 Socket 網絡編程基于一個線程對應一個客戶端的實現方式，大量的線程創建和銷毀導致性能下降，無法應對高并發量的訪問，所以基于服務器端的網絡通信開發，我們常用 Mina 網絡通信框架，即常說的 Java NIO ( java non-blocking IO ) 開發。

首先，我們來看看 Mina 的幾個重要接口：

IoServiece ：這個接口在一個線程上負責套接字的建立，擁有自己的 Selector，監聽是否有連接被建立。 IoProcessor ：這個接口在另一個線程上負責檢查是否有數據在通道上讀寫，也就是說它也擁有自己的 Selector， 這是與我們使用 JAVA NIO 編碼時的一個不同之處，通常在 JAVA NIO 編碼中，我們都是使用一個 Selector， 也就是不區分 IoService與 IoProcessor 兩個功能接口。 另外，IoProcessor 負責調用注冊在 IoService 上的過濾器，并在過濾器鏈之后調用 IoHandler。 IoAccepter ：相當于網絡應用程序中的服務器端 IoConnector ：相當于客戶端 IoSession ：當前客戶端到服務器端的一個連接實例 IoHandler ：這個接口負責編寫業務邏輯，也就是接收、發送數據的地方。這也是實際開發過程中需要用戶自己編寫的部分代碼。 IoFilter ：過濾器用于懸接通訊層接口與業務層接口，這個接口定義一組攔截器，這些攔截器可以包括日志輸 出、黑名單過濾、數據的編碼（write 方向）與解碼（read 方向）等功能，其中數據的 encode與 decode是 最為重要的、也是你在使用 Mina時最主要關注的地方。

接著，我們來看看 Mina 的一個重要的類 IoHandlerAdapter，此類僅僅是實現了 IoHandler 接口，但并不做任何處理。
一個 IoHandler 接口中具有如下一些方法（摘自 MINA 的 API 文檔）：

void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) 當接口中其他方法拋出異常未被捕獲時觸發此方法 void messageReceived(IoSession session, Object message) 當接收到客戶端的請求信息后觸發此方法 void messageSent(IoSession session, Object message) 當信息已經傳送給客戶端后觸發此方法 void sessionClosed(IoSession session) 當連接被關閉時觸發，例如客戶端程序意外退出等等 void sessionCreated(IoSession session) 當一個新客戶端連接后觸發此方法 void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status) 當連接空閑時觸發此方法 void sessionOpened(IoSession session) 當連接后打開時觸發此方法，一般此方法與 sessionCreated 會被同時觸發

下面我們來看看 Mina 服務器網絡通信框架開發流程：

1、導入相關 jar 包: mina-core-2.0.13.jar、slf4j-api-1.7.14.jar

2、創建acceptor，綁定Handler，設置Filter，綁定端口

NioSocketAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();acceptor.setHandler(new MyServerHandler());// 獲取攔截器，攔截器作用：把字節轉成對象// TextLineCodecFactory 把數據進行加解碼acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory()));// 5秒鐘服務器和客戶端沒有進行讀寫，則進入空閑狀態Idleacceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 5);//綁定9898端口acceptor.bind(new InetSocketAddress(9898));

3、創建自定義的Handler

package com.example.server;import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter; import org.apache.mina.core.session.IdleStatus; import org.apache.mina.core.session.IoSession;public class MyServerHandler extends IoHandlerAdapter {@Overridepublic void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)throws Exception {System.out.println("exceptionCaught");}@Overridepublic void messageReceived(IoSession session, Object message)throws Exception {String s = (String) message;System.out.println("messageReceived: " + s);session.write("server replay: " + s);}@Overridepublic void messageSent(IoSession session, Object message) throws Exception {System.out.println("messageSent");}@Overridepublic void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {System.out.println("sessionClosed");}@Overridepublic void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {System.out.println("sessionCreated");}/*** 會話空閑狀態*/@Overridepublic void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status)throws Exception {System.out.println("sessionIdle");}@Overridepublic void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {System.out.println("sessionOpened");}}

4、由于默認的 Filter: TextLineCodeFactory 只能接收以換行符為結束的消息，有時為滿足特定需求，需要自定義一個 Factory

package com.example.server;import org.apache.mina.core.session.IoSession; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFactory; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolDecoder; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolEncoder;public class MyTextLineFactory implements ProtocolCodecFactory {private MyTextLineDecoder mDecoder;private MyTextLineEncoder mEncoder;private MyTextLineCumulativeDecoder mCumulativeDecoder;public MyTextLineFactory() {mDecoder = new MyTextLineDecoder();mEncoder = new MyTextLineEncoder();mCumulativeDecoder = new MyTextLineCumulativeDecoder();}// 加密@Overridepublic ProtocolDecoder getDecoder(IoSession arg0) throws Exception {// return mDecoder;// 解決沒檢測到\n時的數據丟失問題return mCumulativeDecoder;}// 解密@Overridepublic ProtocolEncoder getEncoder(IoSession arg0) throws Exception {return mEncoder;}} package com.example.server;import java.nio.charset.Charset; import java.nio.charset.CharsetEncoder;import org.apache.mina.core.buffer.IoBuffer; import org.apache.mina.core.session.IoSession; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolEncoder; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolEncoderOutput;public class MyTextLineEncoder implements ProtocolEncoder {@Overridepublic void dispose(IoSession session) throws Exception {}@Overridepublic void encode(IoSession session, Object message,ProtocolEncoderOutput output) throws Exception {String s = null;if (message instanceof String) {s = (String) message;}if (s != null) {// 系統默認的EncoderCharsetEncoder charsetEncoder = (CharsetEncoder) session.getAttribute("encoder");if (charsetEncoder == null) {charsetEncoder = Charset.defaultCharset().newEncoder();session.setAttribute("encoder", charsetEncoder);}IoBuffer ioBuffer = IoBuffer.allocate(s.length());ioBuffer.setAutoExpand(true);// 自動擴展ioBuffer.putString(s, charsetEncoder);ioBuffer.flip();output.write(ioBuffer);}} } package com.example.server;import org.apache.mina.core.buffer.IoBuffer; import org.apache.mina.core.session.IoSession; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolDecoder; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolDecoderOutput;public class MyTextLineDecoder implements ProtocolDecoder {@Overridepublic void decode(IoSession session, IoBuffer ioBuffer,ProtocolDecoderOutput output) throws Exception {// 起始位置int startPosition = ioBuffer.position();// 是否還有數據while (ioBuffer.hasRemaining()) {byte b = ioBuffer.get();// 讀取到\nif (b == '\n') {// 當前位置int currentPosition = ioBuffer.position();// 當前總長度,指向末尾int limit = ioBuffer.limit();// 截取行ioBuffer.position(startPosition);ioBuffer.limit(currentPosition);IoBuffer buf = ioBuffer.slice();// 把buf中的數據寫入到destbyte[] dest = new byte[buf.limit()];buf.get(dest);String str = new String(dest);output.write(str);// 還原位置ioBuffer.position(currentPosition);ioBuffer.limit(limit);}}}@Overridepublic void dispose(IoSession arg0) throws Exception {}@Overridepublic void finishDecode(IoSession arg0, ProtocolDecoderOutput arg1)throws Exception {} }

5、為了解決數據丟失問題，我們常使用 CumulativeProtocolDecoder

package com.example.server;import org.apache.mina.core.buffer.IoBuffer; import org.apache.mina.core.session.IoSession; import org.apache.mina.filter.codec.CumulativeProtocolDecoder; import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolDecoderOutput;/*** 處理數據丟失*/ public class MyTextLineCumulativeDecoder extends CumulativeProtocolDecoder {@Overrideprotected boolean doDecode(IoSession ioSession, IoBuffer ioBuffer,ProtocolDecoderOutput output) throws Exception {// 起始位置int startPosition = ioBuffer.position();// 是否還有數據while (ioBuffer.hasRemaining()) {byte b = ioBuffer.get();// 讀取到\nif (b == '\n') {// 當前位置int currentPosition = ioBuffer.position();// 當前總長度,指向末尾int limit = ioBuffer.limit();// 截取行ioBuffer.position(startPosition);ioBuffer.limit(currentPosition);IoBuffer buf = ioBuffer.slice();// 把buf中的數據寫入到destbyte[] dest = new byte[buf.limit()];buf.get(dest);String str = new String(dest);output.write(str);// 還原位置ioBuffer.position(currentPosition);ioBuffer.limit(limit);return true;// 讀取完成}}ioBuffer.position(startPosition);return false;// 讀取未完成} }

至此，整個服務器搭建框架就完了，是否比 Socket 開發要簡潔呢？下節筆者將為大家帶來一個完整案例，并給出相應的 jar 包和源碼。

Mina詳解：https://www.cnblogs.com/duanxz/p/5143227.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Mina网络通信框架的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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